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(共39张PPT)
第20讲　染色体变异
考点一
染色体变异的判断与分析
一、染色体数目变异
1.类型及实例
①细胞内个别染色体的增加或减少
单体：2n-1
三体：2n+1
单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子
举例：21三体综合征 (唐氏综合征)
原因：减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离；
减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
染色体组
三倍体
单倍体
果蝇的一个染色体组是_________________或_______________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
果蝇的一个基因组是________________________________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY）
举例：三倍体西瓜（无籽西瓜）
原因：细胞分离过程中，纺锤体的形成收到抑制或配子直接发育成个体
①从染色体来源看，一个染色体组中_________________。
②从形态、大小看，一个染色体组中所含的染色体___________。
③从功能看，一个染色体组中含有控制本物种__________________。
不含同源染色体
各不相同
全套的遗传信息
思考　染色体组与基因组相同吗？
染色体组：细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。
基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组所含染色体数相同。
拓
展
染色体组数目的判定方法
A.根据染色体形态判定：
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
染色体组数： ；
每个染色体组内染色体数： 。
染色体组数： ；
每个染色体组内染色体数： 。
3
4
3
2
B.根据基因型判定：
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。
ABC AaBBCc AAaaBbbb
1 2 4
C.染色体组数＝染色体数/染色体形态数
4.(不定项)(2022·湖南湘潭质检)如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是(　　)
AC
A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B.由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体
C.图c有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体
D.由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来的
拓
展
单倍体、二倍体和多倍体
一、单倍体
由 直接发育而来的生物个体。其体细胞中的染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体，叫作单倍体。
1.定义：
配子
配子
2.形成原因：
未受精的生殖细胞（如卵细胞、花粉等）单独发育。
3.体细胞染色体组数：
≥ 1
4.特点：
植株长得弱小，高度不育
5.人工获得单倍体的方法：
花药离体培养
1.单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代，如马铃薯产生的单倍体。
2.单倍体不同于单体。
拓
展
单倍体、二倍体和多倍体
二、二倍体
由 发育而来的生物个体。其体细胞中含有 个染色体组的个体，叫作二倍体。
1.定义：
受精卵
2.发育起点：
受精卵
3.体细胞染色体组数：
2
4.人工获得纯合二倍体的方法：
花药离体培养、秋水仙素处理
2
拓
展
单倍体、二倍体和多倍体
三、多倍体
由 发育而来的生物个体。其体细胞中含
有 染色体组的个体，叫作多倍体。
1.定义：
受精卵
三个或三个以上
2.形成原因：
纺锤体的形成受到抑制
3.体细胞染色体组数：
≥ 3
4.特点：
茎秆粗壮；叶片、果实和种子较大；营养物质含量都有所增加
5.人工获得多倍体的方法：
低温诱导、秋水仙素诱发
由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。
由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。
思考讨论
1.体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是？
确认是四倍体还是单倍体，必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；若由受精卵发育而来，则为四倍体
2.单倍体一定不育吗？
不一定，若单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育，有偶数个染色体组一般可育。
3.三倍体不育的原因？
三倍体的原始生殖细胞中有三个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子
3.(2020·全国卷Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是
(　　)
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
C
一、染色体结构变异
猫叫综合征、
果蝇缺刻翅的形成
果蝇棒状眼的形成
果蝇卷翅的形成
果蝇花斑眼的形成
连一连
易位
倒位
重复
缺失
a
c
d
e
f
b
b
a
c
d
e
f
a
c
d
e
f
b
染色体正常时
a
c
d
e
f
b
a
i
d
e
f
h
联会现象
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变
（缺失、重复）
（易位、倒位）
判断正误
1．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。 ( )
2．非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。( )
3．染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力。( )
4．二倍体生物花药离体培养后即可得到纯合子。 ( )
5．三倍体西瓜植株的高度不育与同源染色体的联会行为有关。 ( )
√
×
×
×
×
重点·疑难突破
染色体结构变异与基因突变的区别
“缺失或增添”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添)，基因的数量发生改变属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。
染色体结构变异：
基因突变：
均可在光学显微镜下观察到
均未产生新基因，但却发生了基因数目或排列顺序的变化
光学显微镜下不能观察到
基因数目和排列顺序均未变化（只是基因中的碱基序列改变）
1.(2022·西工大附中调研)如图表示两种发生在生物体中的变异，下列相关叙述正确的是(　　)
A.所有病毒都只有①过程发生，没有②过程
B.两种变异均发生了基因位置的改变
C.两种变异中涉及的碱基数目①比②少
D.两者均可以染色后用显微镜观察
C
2.(2022·山东济南检测)下列针对图中所示变异的说法正确的是 (　　)
B
A.图一所示细胞中的遗传物质出现了重复和缺失
B.图二所示细胞发生了染色体结构变异中的缺失或重复
C.图三所示细胞中出现A、a的原因是发生了基因突变
D.图四所示细胞在形成过程中发生了基因突变和染色体变异
重点·疑难突破
易位与互换的区别
项目 染色体易位 互换
图解
区别 位置 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理 染色体结构变异 基因重组
观察 可在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察不到
4．(不定项)(2021·唐山高三二模)果蝇的一条X染色体正常的片段排列顺序为abc·defgh，“·”代表着丝粒。下列叙述错误的是( 　　)A．若异常染色体结构为abc·dfgh，则该变异可能是基因中的碱基对缺失引起的B．若异常染色体结构为abc·deffgh，则果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型C．若异常染色体结构为abc·fghde，则基因数量未改变不会影响生物性状D．若异常染色体结构为abc·defpq，则该变异是由同源染色体间的交叉互换造成的
ACD
几种常考变异类型产生配子的分析方法
重点·疑难突破
分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。
5.(2022·湖北黄冈调研)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(1)图示果蝇发生的变异类型是___________________。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、______和_____四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_____________。
染色体数目变异
XrY
Y
XRXr、XRXrY
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F1自由交配，F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。
3∶1
1/18
重点·疑难突破
变异类型实验探究题的答题模板
3.选取适合的杂交组合观察后代表型判断
例：探究F1群体中出现M的原因
P XRXR × XrY
F1 白眼雄果蝇（M）
XRY
×
XrXr
2.根据题干信息，假设该性状变异类型，写出可能的基因型
1.明确实验目的
不可遗传变异（环境引起）
基因突变
染色体数目变异
...
XrY
例：Xr0
XRY
XrY
Xr0
出现红眼雌果蝇
子代全为白眼
无子代
用一对刚毛雌雄果蝇交配后，子代雌果蝇刚毛∶截毛＝149∶1，而雄果蝇中刚毛∶截毛＝74∶76。对于截毛雌果蝇的出现，生物小组成员做出如下假设：
假设一：该雌果蝇发生基因突变；
假设二：该雌果蝇生活的环境改变导致性状改变。
请设计实验方案，探究产生截毛雌果蝇的原因(写出实验思路并预期实验结果及结论)。
方案一：将该雌果蝇与刚毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代雄果蝇的表型及比例。
若子代雄果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；
若子代雄果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。
方案二：将该雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，将子代在正常环境下培养，观察子代果蝇的表型及比例。
若子代果蝇中出现刚毛，则是该雌果蝇生活的环境导致的性状改变；
若子代果蝇均为截毛，则是该雌果蝇发生了基因突变。
考点二
变异在育种种的应用
一、常见的育种方法的比较
杂交育种 诱变育种
原理
方法
优点
局限性
基因重组
主要是基因突变
自交、杂交
物理、化学诱变
操作简便、集优于一体
突变率高，可在短时间内获得更多优良的变异类型
耗时长，不产生新基因，不出现新性状
变异不定向，可预见性小
3.(2021·安徽名校联盟模拟五)在东方红太空育种蔬菜示范基地展厅里有几艘火箭模型，展厅里还有一些植物种子和照片，种子有香炉瓜种子、特大南瓜种子等，照片中有太空蛋茄、航椒一号等。下列叙述错误的是(　　)
A.太空环境定向诱导后，人们可获得需要的性状
B.在生物培育和选择过程中，种群的基因频率发生改变
C.太空环境作用下，生物的性状发生了改变，但不一定成为新的物种
D.太空环境作用下，生物可能发生基因突变、染色体变异等多种变异
A
单倍体育种 多倍体育种
原理
方法
优点
局限性
染色体(数目)变异
染色体(数目)变异
花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗形成多倍体
明显缩短育种年限
对品种性状“增大”或“加强”，提高营养物质含量
技术含量高，不易操作
发育延迟，结实率低
提醒　①单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
②用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
③单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
1.(2021·广东卷，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
A
思考讨论
1.三倍体无子西瓜培育过程中两次传粉目的是什么？
2.三倍体西瓜无子的原因是？
①第一次传粉：杂交获得三倍体种子；
②第二次传粉：刺激子房发育成果实。
三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2.(不定项)(2022·山东潍坊期末)普通西瓜(2n＝22)为单性花，雌雄同株。如图为培育三倍体无子西瓜的流程图。据图分析下列相关叙述正确的是(　　　)
ABC
A.图中育种过程利用了染色体变异的原理
B.秋水仙素抑制了纺锤体的形成，诱导产生了新物种
C.四倍体母本所结的西瓜的种子胚细胞内含有三个染色体组
D.由于同源染色体联会紊乱，商品果实中一定没有种子
根据不同育种目标选择最佳育种方案
考点三
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
一、实验原理
低温抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目加倍。
二、实验步骤
卡诺氏液
95%的酒精
低
高
3.实验现象　
视野中既有_________________细胞，也有________________________的细胞。
看不到细胞分裂的动态过程
正常的二倍体
染色体数目发生改变
4.实验中的试剂及其作用
1.(2022·东北师范大学附属中学模拟改编)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是(　　)
A.原理：低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制染色体着丝粒分裂
B.解离：盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离
C.冲洗：用卡诺氏液固定细胞形态后，用清水冲洗2次
D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变，少数细胞染色体数目不变
B
2.(2021·1月八省联考江苏卷，17改编)栽培苹果品种以二倍体为主，通过离体培养苹果成熟胚(2n)，可诱导再生获得品质改良的四倍体苹果。下列叙述错误的是(　　)
A.可通过低温或秋水仙素诱导处理获得四倍体
B.经诱导获得的再生苗都为纯合体
C.诱导获得的植株需经染色体倍性鉴定
D.通过二倍体的体细胞杂交方法也可获得四倍体植株
B

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